История развития аддитивных технологий в строительстве

Механизм перемещения рабочего материала приводится в действие небольшим двигателем, который инициирует движение зубчатого ремня, приводящего в движение эксцентриковый вал. В то же время сфокусированная шариковая линза прокалывает находящийся под ней материал. Устройство такого типа производит его изобретатель, инженер Маркус Кайзер.При термическом напылении (лазерная стереолитография) лазер помещается в кювету, оборудованную специальным столиком. Эта кювета заполняется составом, который фотополимеризуется под воздействием лазерного луча. Перемещая лазерный луч по заданной траектории, материал спекается слой за слоем. После обработки первого слоя лоток с кюветами опускается на одну позицию вниз, и формируется следующий слой. Самыми известными примерами применения на сегодняшний день являются примеры, полученные с помощью зажима компонентов, созданные Каталонским институтом передовой архитектуры (IAC) (группа Петра Новикова) и известные как робот «Каменная плита». Рабочие примеры и архитектурная система D-Shares (Monolite UK), разработанная ЭнрикоДини.Термическое напыление и селективное спекание являются экологически чистыми методами, поскольку в них используется солнечная энергия, а рабочим материалом является песок.Послойная экструзия в настоящее время является основным методом 3D-печати для большинства строительных принтеров. При этом рабочие сопла (экструдеры) 3D-машины выдавливают быстротвердеющую бетонную смесь, содержащую различные добавки для улучшения свойств будущей конструкции. Каждый слой выдавливается 3D-принтером поверх предыдущего, создавая таким образом определенную структуру. Впервые эта технология была представлена профессором БехрохомХошневисом из Университета Южной Калифорнии в статье, опубликованной в августе 2012 года. Его команде пришла в голову идея создать гигантский 3D-принтер, который можно было бы собрать на месте, как козловой кран.Строительные принтеры по сути эквивалентны производственным 3D-принтерам и их строительным аналогам, но имеют больший размер. Существуют различные схемы приводов для этого оборудования, включая портальные приводы, дельта-приводы, угловые приводы и базы промышленных манипуляторов.3D-принтеры с портальной схемой привода представляют собой машины, похожие на козловые краны, которые перемещаются по рельсам, с длинной рамой, расположенной над рабочей зоной (рис. 1). Эта рама приводится в движение соплами и экструдерами (устройствами, подающими строительные чернила). Синхронизируя движение рамы по рельсам, ширину и высоту печатающей головки, и подачу строительных материалов, экструдер выдавливает смесь слой за слоем, повторяя цифровой рисунок, который оператор вводит в программную систему. Это означает, что машина движется в трех взаимно ортогональных направлениях - x, y и z. Преимущества портальных приводов в том, что они просты, надежны и относительно недороги. С другой стороны, объем работы, необходимый для установки оборудования в проектное положение, и большие размеры этого типа оборудования являются недостатками.Рисунок 1 – Система для печати зданий с помощью принтера с портальной компоновкой привода:1 – рама; 2 – печатающий оголовок (экструдер); 3 – рельсы, направляющие вдоль здания;4 – механизм передвижения экструдера поперек рабочей поверхности;5 – устройство для поднятия конструкции принтера по оси z;6 – автобетоносмеситель для подачи строительных чернилЗАКЛЮЧЕНИЕНа основе анализа национального и международного опыта применения аддитивных технологий при строительстве зданий и сооружений с помощью строительных 3D-принтеров можно сказать, что основным недостатком является то, что в ограниченном рабочем пространстве можно строить только вертикальные конструкции. Кроме того, требуются определенные затраты на подготовку для установки и калибровки строительного 3D-принтера в рабочее положение.Несомненно, преимуществами аддитивных технологий являются снижение трудоемкости и риска несчастных случаев на производстве, повышение автоматизации и скорости строительства, а также сокращение отходов производства.Отсутствие нормативной базы для проектирования и строительства зданий с использованием этой технологии в настоящее время не является серьезным препятствием для реализации сложных проектов, так как качество строительной продукции, получаемой с помощью этой технологии, нуждается в улучшении и расширении ее возможностей.Для успешной разработки дополнительных технологий строительства зданий и сооружений с использованием строительных 3D-принтеров необходимы масштабные исследования на другой основе: разработка эффективных «строительных красок» и изучение их структуры и свойств.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1.Фролова Анна Борисовна, Шигапов Алмаз Ильгизович ИСТОРИЯ, ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ // Научные известия. 2022. №29.2.Sсоtt S. Сrumр – Раtеnt US5121329 А – «Арраrаtusаndmеthоdfоrсrеаtingthrееdimеnsiоnаlоbjесts». 30 Осtоbеr, 1989.3.Обзорная статья по 3D-строительным технологиям // URL: httр://gееktimеs.ru/роst/ 2242994.Белов А. О., Гилязидинов Н. В. Технология возведения малоэтажных зданий с помощью 3D-принтера: сб. ст. VII Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых с международным участием / КузГТУ ИМ. Т.Ф. Горбачева. г. Кемерово, 2015. С. 703.